再生医学：中国科学家从尿液中“造”出牙齿

原标题：中国科学家从尿液中“造”出牙齿

用尿液可造出牙齿？这并非痴人说梦。最近，中国科学院广州生物医药与健康研究院裴端卿研究员及其研究团队从尿液中提取干细胞，构建出类似人类牙齿的结构，在用小白鼠进行的实验中已经取得了阶段性的进展。也许有朝一日，牙齿不幸掉了，我们可以用自身尿液提取的细胞，让其重新再生长出来，彻底抛弃没有知觉、令人尴尬的假牙。记者采访了该研究团队的骨干之一蔡景蕾博士，为我们解读这项不可思议的技术。

用尿液干细胞“造出”牙状物

这是一个匪夷所思的实验。

科研人员将人尿液中的细胞诱导成多能干细胞，并将这些干细胞进一步诱导成上皮膜样结构，进而与小鼠的牙胚间充质细胞混合后，“种”在小鼠肾脏中。大约3周后，科研人员“种”出了一批大小为1立方毫米左右的牙状物。这项研究成果于7月30日发表在学术期刊《细胞再生》上。

裴端卿在接受媒体采访时表示：“不管从结构还是生理角度来说，这些培育出来的牙齿一样的物质都和人的牙齿类似。但这个方法有它的局限性。目前实验的成功率约是30%。这些结构也只有人类牙齿硬度的三分之一。”

不过，研究人员认为，调整细胞混合物和培养组织的条件有望解决这些问题。“理论上，这个方法经过改进，可用于制造一个经生物工程改造的牙蕾。先在试管中培养，然后植入失去牙齿的患者的颚骨中，最后形成功能齐全的牙齿。”裴端卿如是说。

蔡景蕾博士告诉记者：“这个项目从2011年8月开始进行，在去年年底取得了阶段性成果。用人的尿液来提取‘种子细胞’，最终造出牙状物质，这项研究首先在细胞来源上有创新。如果未来技术成熟，能够应用于临床，取样会非常方便。”

蔡景蕾向记者展示了在实验室里培养出来的牙状物质的照片。如果用肉眼来看，培养皿中较大的“牙齿”约1立方毫米大小，和小米米粒差不多。在显微镜下，放大了40倍之后，可以清楚地看到一颗较像人牙的白色物质。

“它是坚硬的。虽然目前硬度还和人的牙齿有差距，但用注射针刺可以明显感觉到障碍，用刀片切则是不可能的。”蔡景蕾表示。

再生牙可有效避免排斥问题

科研人员是如何从尿液里最终造出这些“小白牙”的呢？

“有报道认为我们就是用尿来造牙，这是种误解。”蔡景蕾表示，“其实在实验室里，我们提取的只是尿液中的细胞。经过一定的诱导培养后，可获得‘诱导多能干细胞’(induced pluripotent stem cells, iPSCs，简称iPSCs)，并进一步诱导获得上皮样细胞。我们利用尿液，最终要的是造牙的重要原料之一——上皮细胞。简单来说，牙齿就是上皮和间充质这两种组织之间发生一系列相互作用而最终萌生的。人类的胚胎发育到一定阶段，这两类细胞就在今后将要发育为口腔牙槽的位置上出现，随后相互传递信息，最终形成牙齿。上皮细胞是孕育牙齿的两种重要组织之一。”

她进一步解释：“但不同于间充质细胞衍生的细胞组织，上皮细胞衍生物在牙齿萌发以后，就变身为牙齿表面光滑坚硬的牙釉质，再也难以从现有的牙齿里找到活着的上皮类干细胞了。而间充质性的干细胞却仍可以在牙齿中找得到，例如牙髓干细胞。这就意味着，要想人工造出有生命的牙齿，取得来自人自己身体的上皮细胞是成败的关键所在。最终我们通过诱导多功能干细胞技术得到了不错的上皮样细胞，然后，将得到的源自人体的上皮样细胞，与来自小白鼠的牙源间充质细胞重组，移植到裸鼠体内让其继续生长，最终培育出了重组后的牙状物质。”

需要说明的是，“2012年度诺贝尔生理或医学奖”获得者之一、日本科学家山中伸弥是诱导多能干细胞技术的创始人之一，即通过对小鼠的实验，发现了诱导人体表皮细胞使之具有胚胎干细胞活动特征的方法。因为iPSCs是由个体成熟的细胞通过特定方法诱导得到的，可免除伦理道德的约束。

“从患者自体的尿液细胞中提取iPSCs来生成能发育成牙齿的上皮细胞，能有效避免免疫排斥的问题，为个性化自体治疗提供了一个探索方向。”蔡景蕾表示。

结构与真正的牙齿仍有差距

蔡景蕾指出，如今在实验室培育出来的牙状物质，已有完整的牙形，同时含有牙髓、象牙质和形成珐琅质的细胞。“牙状物的齿尖不像小白鼠的牙齿那么尖锐，应该说更像人类的牙齿。但我们确实无法进一步界定。”如果未来能用人源的间充质细胞来取代小白鼠的间充质细胞，可望得到完全人源的“牙齿”。

但正如研究人员所指出的那样，目前，培育出来的牙状固体无论是硬度还是结构，都还不能说与人类真正的恒牙一样。“目前实验培育出来的每颗‘牙齿’，长得都不太一样，大小也不尽相同。这可能跟每次获得的上皮样细胞存在差异有关，同时与每次获得的上皮样细胞层不同位置的细胞群也不尽一样有关，也可能受到移植位置、方向不同等因素的影响，这些在目前的体系里都不是完全人为可控的因素。”蔡景蕾说。

对于牙状物的硬度目前仍远低于人类真正的牙齿，蔡景蕾解释：“目前用的还是小白鼠的间充质细胞，小鼠的牙齿硬度自然不能与成年人的牙齿相比，小白鼠的牙齿用了两年就算是老人家了，而人的恒牙差不多可以用到80岁。另外，我们获得的牙状物也仅仅经历了三周的培养时间，还不足以与成年人的牙齿相比。”